【題目】氮的化合物合成、應用及氮的固定一直是科學研究的熱點。
(1)以CO2與NH3為原料合成化肥尿素的主要反應如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO (NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol-1則a為 。
(2)反應2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) 在合成塔中進行。下圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條曲線為合成塔中按不同氨碳比 [n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料時二氧化碳轉化率的情況。
①曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的數(shù)值分別為:
A.0.6~0.7 B.1~1.1 C.1.5~1.61
生產(chǎn)中應選用水碳比的數(shù)值為 (選填序號)。
②生產(chǎn)中氨碳比宜控制在4.0左右,而不是4.5的原因可能是 。
(3)尿素可用于濕法煙氣脫氮工藝,其反應原理為:
NO+NO2+H2O=2HNO2;2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。
①當煙氣中NO、NO2按上述反應中系數(shù)比時脫氮效果最佳。若煙氣中V(NO)∶V(NO2)=5∶1時,可通入一定量的空氣,同溫同壓下,V(空氣)∶V(NO)= (空氣中氧氣的體積含量大約為20%)。
②圖2是尿素含量對脫氮效率的影響,從經(jīng)濟因素上考慮,一般選擇尿素濃度約為 %。
(4)圖3表示使用新型電極材料,以N2、H2為電極反應物,以HCl-NH4Cl為電解質溶液制造出既能提供能量,同時又能實現(xiàn)氮固定的新型燃料電池。請寫出該電池的正極反應式 。
【答案】(1)+72.49(2分)
(2)①A(2分)②氨碳比在4.5時,NH3的量增大較多,而CO2的轉化率增加不大,提高了生產(chǎn)成本(2分)
(3)①1∶1(2分)②5(±0.2)%(2分)(4)N2+6e—+8H+=2NH4+(2分)
【解析】
試題分析:(1)根據(jù)蓋斯定律,方程式③=②+①,反應熱也進行相應運算,求得a為+72.49;
(2)①水碳比的數(shù)值在 0.6~0.7 范圍進轉化率提升更快,答案選A;②由圖像分析可以看出,氨碳比在4.5時,NH3的量增大較多,而CO2的轉化率增加不大,提高了生產(chǎn)成本,不符合經(jīng)濟效益。
(3)①煙氣中V(NO)∶V(NO2)=5∶1,假設NO為5mol,那么NO2為1 mo,根據(jù)NO+NO2+H2O=2HNO2 這個反應,只有兩者物質的量相同時才能完全被吸收,這時需要O2,根據(jù)2NO+ O2=2NO2,可知應該有2molNO參加反應生成2mol NO2,這個過程需要O21 mol,而空氣中氧氣的體積含量大約為20%,要提供O21 mol需要空氣物質的量為5mol,所以V(NO)∶V(空氣)=1∶1;②由圖像可以看出當尿素濃度在5左右時轉化率已經(jīng)比較高了,如果濃度再增大時轉化率提高不明顯,所以答案填5(±0.2)%都算正確。
(4)根據(jù)氧化還原反應原理,由于N2、H2為電極反應物,正極反應元素化合價應該降低,得到電子,首先確定N2參與正極反應,再根據(jù)電解質溶液情況產(chǎn)物應該為NH4+,從電子守恒和電荷守恒及原子個數(shù)守恒三個角度可以確定其電極反應式為N2+6e—+8H+=2NH4+。
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【題目】 根據(jù)相應的圖象(圖象編號與答案一一對應),判斷下列相關說法正確的是( )
A. B.
C. D.
A.t0時改變某一條件有如圖所示,則改變的條件一定是加入催化劑
B.反應達到平衡時,外界條件對平衡影響關系如圖所示,則正反應為放熱反應
C.從加入反應物開始,物質的百分含量與溫度關系如圖所示,則該反應的正反應為吸熱反應
D.反應速率和反應條件變化如圖所示,則該反應正反應為放熱反應,A、B、C是氣體、D為固體或液體
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【題目】用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述不正確的是( )
A.由2H和18O所組成的水22g,其中所含的中子數(shù)為12 NA
B.分子數(shù)為NA的N2、CO混合氣體體積在標況下為22.4 L,質量為28 g
C.標準狀況下,22.4LNO和11.2L O2混合后氣體的分子總數(shù)為NA
D.過氧化鈉與水反應時,生成0.1mol氧氣轉移的電子數(shù)為0.2NA
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【題目】“組成不同生物的元素含量有不同”。對此現(xiàn)象的合理解釋是( )
A. 組成細胞的化學元素在含量上具有差異性
B. 生物界與非生物界在元素含量上具有差異性
C. 生物根據(jù)自身生命活動的需要,有選擇地從環(huán)境中吸收的元素
D. 生物體內(nèi)元素的存在形式各不相同
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【題目】空間實驗室“天宮一號”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC),RFC是一種將水電解技術與氫氧燃料電池技術相結合的可充電電池。下圖為RFC工作原理示意圖,有關說法正確的是( )
A.轉移0.1mol電子時,a電極產(chǎn)生1.12LH2。
B.b電極上發(fā)生的電極反應是:2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C.c電極上發(fā)生還原反應,B電池中的H+可以通過隔膜進入A池
D.d電極上發(fā)生的電極反應是:O2+4H++4e-=2H2O
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【題目】在容積為1L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,在溫度500℃時發(fā)生反應:CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) △H<0。CH3OH的濃度隨時間變化如圖,下列說法不正確的是
A.從反應開始到10分鐘時,H2的平均反應速率v(H2)=0.15 mol/(L·min)
B.從20分鐘到25分鐘達到新的平衡,可能是增大壓強
C.其它條件不變,將溫度升到800℃,再次達平衡時平衡常數(shù)減小
D.從開始到25分鐘,CO2的轉化率是70%
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【題目】向某密閉容器中加入0.3molA,0.1molC和一定量的B三種氣體,一定條件下發(fā)生反應,各物質的濃度隨時間如甲圖所示[已知t~t1階段 c( B)未畫出]。乙圖為 t2時刻后改變?nèi)萜髦姓、逆反應速率隨時間變化的情況,且四個階段都各改變一種不同的條件且互不相同.t3時刻為使用催化劑.下列說法中正確的是
A.若t0=15 s,則用C的濃度變化表示的t0~t1段的平均反應速率為0.004molL-1s-1
B.t4~t5階段改變的條件一定為減小壓強
C.該容器的容積為2 L,B的起始物質的量為0.02mol
D.t5~t6如階段,容器內(nèi)A的物質的量減少了0.06 mol,而此過程中容器與外界的熱交換總量為a kJ,該反應的熱化學方程式為3A(g)B(g)+2C(g)△H=-50akJmol-1
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【題目】某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL,平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉,最多能溶解9.6 g。向另一份中逐漸加入鐵粉,產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質量增加的變化如圖所示(已知硝酸只被還原為NO氣體)。下列分析或結果錯誤的是
A.原混合酸中NO3-物質的量為0.1 mol
B.OA段產(chǎn)生的是NO,AB段的反應為Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段產(chǎn)生氫氣
C.第二份溶液中最終溶質為FeSO4
D.H2SO4濃度為2.5 mol·L-1
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